百合花被片衰老过程中表皮与叶肉细胞程序性死亡（PCD）的LhNAC同源基因差异表达调控机制

《Journal of Plant Growth Regulation》：Differential Expression of LhNAC Homologs Between Epidermis and Mesophyll During Tepal Senescence in Lily

本研究针对花瓣衰老研究中组织特异性差异被忽视的问题，由研究人员通过对比百合内花被片表皮与叶肉组织的PCD进程，发现叶肉组织更早发生细胞崩溃、DNA片段化及糖含量下降，而表皮组织通过维持较高糖含量和活跃的脯氨酸代谢（LhProDH上调）延迟PCD；关键NAC转录因子（LhNAP/LhNAC87正调、LhNAC82负调）及蛋白酶/核酸酶基因的表达差异揭示了组织特异性衰老的分子调控机制。

　　

花瓣衰老是一种程序性细胞死亡（PCD）过程。尽管多项研究报道指出在多种植物中，叶肉组织的PCD发生早于表皮组织，但既往研究常将整片花瓣作为样本而未区分组织类型。本研究以百合花内花被片（与花瓣同源）为对象，探究其衰老过程中表皮与叶肉细胞PCD进程差异的调控因素。

研究发现：在百合内花被片衰老过程中，细胞塌陷、染色质断裂和DNA片段化均首先出现于叶肉组织，随后才发生于表皮。花朵开放后，叶肉组织的糖含量下降速度显著快于表皮。脯氨酸含量在两类组织中均上升，但在可视衰老症状出现前，表皮组织的脯氨酸含量大幅下降，同时伴随脯氨酸脱氢酶编码基因LhProDH转录水平上升。较高的糖含量和活跃的脯氨酸分解代谢可能延缓表皮组织的PCD进程。

在NAC转录因子家族同源基因中，拟南芥中已知调控叶片衰老的同源基因LhNAP和LhNAC87转录水平上升，而LhNAC75和LhNAC82下降，提示这些基因分别参与衰老的正向与负向调控。其中LhNAP、LhNAC87以及编码蛋白酶和核酸酶的PCD相关基因在叶肉组织中更早上调，而LhNAC82与Bax抑制因子基因在衰老后期表皮组织中大量表达。这些结果系统揭示了百合花被片衰老过程中表皮与叶肉细胞PCD进程的差异，并表明该过程受到分子层面的精准调控。